Rodzaje bezpieczników

Zazwyczaj bezpieczniki są elementami, które chronią urządzenia elektryczne przed skokami napięcia i zwarciami. Jednak bezpiecznik używany do ochrony transformatora dużej mocy nie może być używany w urządzeniu małej mocy, takim jak laptop.

Bezpieczniki elektryczne mają wiele kształtów i rozmiarów, działają przy użyciu różnych elementów i mają różne zastosowania w swoich obwodach.

W naszym poradniku przedstawiamy wszystkie rodzaje bezpieczników stosowanych w instalacjach elektrycznych, dzieląc je według głównych kategorii na podkategorie i bardziej szczegółowe opcje.

Zacznijmy.

Rodzaje bezpieczników

Istnieje ponad 15 rodzajów bezpieczników elektrycznych, różniących się zasadą działania, konstrukcją i zastosowaniem. Obejmują one:

1. Bezpiecznik prądu stałego
2. Bezpiecznik AC
3. Bezpiecznik elektryczny niskiego napięcia
4. Bezpiecznik elektryczny wysokiego napięcia
5. bezpiecznik kasetowy
6. Bezpiecznik kasetowy typu D
7. Bezpiecznik kasetowy
8. Wymienny bezpiecznik
9. Bezpiecznik napastnika
10. Przełącz bezpiecznik
11. Bezpiecznik wypychany
12. Bezpiecznik opadający
13. Bezpiecznik termiczny
14. Resetowalny bezpiecznik
15. bezpiecznik półprzewodnikowy
16. Bezpiecznik przeciwnapięciowy
17. Bezpiecznik urządzenia do montażu powierzchniowego

Wszystko to zostanie szczegółowo wyjaśnione indywidualnie dla pełnego zrozumienia.

Bezpiecznik prądu stałego

Mówiąc najprościej, bezpieczniki prądu stałego są rodzajem bezpiecznika elektrycznego stosowanego w obwodach prądu stałego. Chociaż jest to główny czynnik odróżniający je od bezpieczników prądu przemiennego (AC), jest jeszcze jedna cecha, o której warto wspomnieć.

Bezpieczniki DC są zwykle większe niż bezpieczniki AC, aby uniknąć długotrwałego wyładowania łukowego.

Jeśli bezpiecznik prądu stałego jest przeciążony lub zwarty, a metalowy pasek stopi się, obwód zostanie otwarty.

Jednak ze względu na prąd stały i napięcie w obwodzie ze źródła prądu stałego, mała przerwa między obydwoma końcami topikowej taśmy stwarza możliwość wystąpienia trwałej iskry.

To mija się z celem bezpiecznika, ponieważ moc nadal przepływa przez obwód. Aby zapobiec iskrzeniu, bezpiecznik prądu stałego jest powiększony, co zwiększa odległość między dwoma stopionymi końcami paska.

Bezpiecznik AC

Z drugiej strony bezpieczniki prądu przemiennego to bezpieczniki elektryczne, które współpracują z obwodami prądu przemiennego. Nie trzeba ich już wykonywać dzięki zasilaniu o zmiennej częstotliwości.

Prąd przemienny jest przykładany przy napięciu, które zmienia się od poziomu maksymalnego do minimalnego (0 V), zwykle od 50 do 60 razy na minutę. Oznacza to, że gdy pasek się topi, łuk łatwo gaśnie, gdy napięcie to zostanie zredukowane do zera.

Bezpiecznik elektryczny nie powinien być większy, ponieważ prąd przemienny przestaje się zasilać.

Teraz bezpieczniki prądu przemiennego i bezpieczniki prądu stałego to dwie główne kategorie bezpieczników elektrycznych. Następnie dzielimy je na dwie podkategorie; bezpieczniki elektryczne niskiego napięcia i bezpieczniki elektryczne wysokiego napięcia.

Bezpiecznik elektryczny niskiego napięcia

Ten typ bezpiecznika elektrycznego działa w obwodzie o napięciu znamionowym mniejszym lub równym 1,500 V. Te bezpieczniki elektryczne są powszechnie stosowane w obwodach elektrycznych niskiego napięcia i występują w różnych kształtach, konstrukcjach i rozmiarach.

Są również tańsze niż ich odpowiedniki wysokonapięciowe i łatwe do wymiany.

Bezpiecznik elektryczny wysokiego napięcia

Bezpieczniki wysokonapięciowe to bezpieczniki elektryczne stosowane przy napięciu znamionowym powyżej 1,500 V i do 115,000 XNUMX V.

Są stosowane w dużych systemach i obwodach elektroenergetycznych, występują w różnych rozmiarach i stosują bardziej rygorystyczne środki gaszenia łuku elektrycznego, zwłaszcza w przypadku obwodu prądu stałego.

Następnie bezpieczniki elektryczne wysokiego i niskiego napięcia są podzielone na różne typy, głównie ze względu na ich konstrukcję.

bezpiecznik kasetowy

Bezpieczniki kasetowe to rodzaj bezpiecznika elektrycznego, w którym listwa i elementy gaszące łuk są całkowicie zamknięte w obudowie ceramicznej lub przezroczystej.

Są to zwykle cylindryczne bezpieczniki elektryczne z metalowymi nasadkami (zwanymi występami) lub metalowymi ostrzami na obu końcach, które służą jako punkty styku do podłączenia do obwodu. Bezpiecznik lub pasek po wewnętrznej stronie łączy się z tymi dwoma końcami wkładu bezpiecznika, aby zamknąć obwód.

Widzisz wkłady bezpiecznikowe do zastosowań między innymi w obwodach urządzeń, takich jak lodówki, pompy wodne i klimatyzatory.

Chociaż są bardziej obecne w systemach zasilania niskiego napięcia o wartości znamionowej do 600 A i 600 V, można je również zobaczyć w środowiskach wysokiego napięcia. Pomimo tego i dodania pewnych materiałów w celu ograniczenia iskrzenia, ich ogólna konstrukcja pozostaje taka sama.

Bezpieczniki kasetowe można podzielić na dwie dodatkowe kategorie; Bezpieczniki elektryczne typu D i bezpieczniki typu Link.

Bezpiecznik kasetowy typu D

Bezpieczniki typu D to główne typy bezpieczników nabojowych, które mają podstawę, pierścień adaptera, wkład i nasadkę bezpiecznika.

Podstawa bezpiecznika jest połączona z pokrywą bezpiecznika, a metalowy pasek lub przewód połączeniowy jest podłączony do tej podstawy bezpiecznika w celu zamknięcia obwodu. Bezpieczniki typu D natychmiast przerywają zasilanie w przypadku przekroczenia prądu w obwodzie.

Typ łącza/bezpiecznik wkładu HRC

Bezpieczniki łączeniowe lub bezpieczniki o dużej zdolności wyłączania (HRC) wykorzystują dwie wkładki bezpiecznikowe do mechanizmu opóźnienia czasowego w zabezpieczeniu nadprądowym lub zwarciowym. Ten typ bezpiecznika jest również nazywany bezpiecznikiem o dużej zdolności wyłączania (HBC).

Dwa topliwe ogniwa lub pręty są umieszczone równolegle do siebie, jeden o niskiej rezystancji, a drugi o wysokiej rezystancji.

Gdy do obwodu zostanie przyłożony nadmiar prądu, łącznik topikowy o niskiej rezystancji topi się natychmiast, podczas gdy bezpiecznik o wysokiej rezystancji utrzymuje nadmiar mocy przez krótki czas. Następnie spali się, jeśli moc nie zostanie zmniejszona do akceptowalnego poziomu w tym krótkim czasie.

Jeśli zamiast tego znamionowy prąd wyłączania zostanie wyzwolony natychmiast po wystąpieniu przetężenia w obwodzie, wkładka bezpiecznikowa o wysokiej rezystancji natychmiast się stopi.

Te typy bezpieczników elektrycznych HRC wykorzystują również substancje, takie jak proszek kwarcowy lub nieprzewodzące płyny, do ograniczania lub gaszenia łuku elektrycznego. W tym przypadku nazywane są bezpiecznikami płynnymi HRC i są powszechne w typach wysokonapięciowych.

Istnieją inne rodzaje bezpieczników elektrycznych HRC, takie jak bezpieczniki przykręcane, które mają końcówki przedłużające z otworami, oraz bezpieczniki płaskie, które są szeroko stosowane w środowisku motoryzacyjnym i mają końcówki płaskie zamiast nasadek.

Bezpieczniki nożowe zwykle mają plastikową obudowę i można je łatwo wyjąć z obwodu w przypadku awarii.

Wymienny bezpiecznik

Wymienne bezpieczniki są również nazywane półzamkniętymi bezpiecznikami elektrycznymi. Składają się z dwóch części wykonanych z porcelany; uchwyt bezpiecznika z uchwytem i podstawą bezpiecznika, w którą wkładany jest ten uchwyt bezpiecznika.

Konstrukcja odłączalnych bezpieczników, powszechnie stosowanych w budynkach mieszkalnych i innych środowiskach o niskim natężeniu prądu, ułatwia ich trzymanie bez ryzyka porażenia prądem. Uchwyt bezpiecznika ma zwykle końcówki nożowe i wkładkę bezpiecznikową.

Gdy łącznik topliwy topi się, uchwyt bezpiecznika można łatwo otworzyć, aby go wymienić. Cały uchwyt można również łatwo wymienić bez żadnych trudności.

Bezpiecznik napastnika

Bezpiecznik wykorzystuje system mechaniczny do ochrony przed przetężeniem lub zwarciem oraz do wskazania przepalenia bezpiecznika elektrycznego.

Ten zapalnik działa albo z ładunkami wybuchowymi, albo z napiętą sprężyną i prętem, który jest rozładowywany po stopieniu ogniwa.

Sworzeń i sprężyna są równoległe do łącznika topikowego. Gdy ogniwo się topi, uruchamia się mechanizm rozładowujący, powodując wyskoczenie sworznia.

Przełącz bezpiecznik

Bezpieczniki to rodzaj bezpiecznika elektrycznego, którym można sterować z zewnątrz za pomocą rączki przełącznika.

W typowych zastosowaniach w środowiskach wysokiego napięcia można kontrolować, czy bezpieczniki przepuszczają prąd, ustawiając przełącznik w pozycji włączonej lub wyłączonej.

Bezpiecznik wypychany

Bezpieczniki wypychane wykorzystują gaz boru w celu ograniczenia procesu wyładowania łukowego. Stosowane są w środowiskach wysokiego napięcia, zwłaszcza w transformatorach 10 kV.

Kiedy bezpiecznik topi się, gaz borowy gasi łuk i jest wyrzucany przez otwór w rurce.

Wyłącz bezpiecznik

Bezpieczniki wysuwane to rodzaj bezpieczników wysuwanych, w których wkładka bezpiecznikowa jest oddzielona od korpusu bezpiecznika. Bezpieczniki te składają się z dwóch głównych części; wycięcie w obudowie i uchwyt bezpiecznika.

W uchwycie bezpiecznika znajduje się łącznik topliwy, a wycięty korpus to porcelanowa ramka, która podtrzymuje uchwyt bezpiecznika przez górne i dolne styki.

Uchwyt bezpiecznika jest również trzymany pod kątem do korpusu wycięcia i nie bez powodu.

Gdy wkładka bezpiecznikowa topi się z powodu przetężenia lub zwarcia, oprawka bezpiecznika jest odłączana od korpusu wycięcia na górnym styku. To powoduje, że spada pod wpływem grawitacji, stąd nazwa „bezpiecznik spadkowy”.

Spadająca oprawka bezpiecznika jest również wizualnym znakiem, że bezpiecznik się przepalił i należy go wymienić. Ten typ bezpiecznika jest powszechnie stosowany do ochrony transformatorów niskiego napięcia.

Bezpiecznik termiczny

Bezpiecznik termiczny wykorzystuje sygnały i elementy temperaturowe do ochrony przed przetężeniem lub zwarciem. Ten typ bezpiecznika, znany również jako wyłącznik termiczny i szeroko stosowany w urządzeniach wrażliwych na temperaturę, wykorzystuje wrażliwy stop jako wkładkę bezpiecznikową.

Gdy temperatura osiągnie nienormalny poziom, topliwy łącznik topi się i odcina zasilanie innych części instrumentu. Odbywa się to przede wszystkim w celu zapobieżenia pożarowi.

Resetowalny bezpiecznik

Bezpieczniki resetowalne są również nazywane bezpiecznikami polimerowymi o dodatnim współczynniku temperaturowym (PPTC) lub w skrócie „polibezpiecznikami” i mają cechy, które sprawiają, że nadają się do wielokrotnego użytku. 

Ten typ bezpiecznika składa się z nieprzewodzącego krystalicznego polimeru zmieszanego z przewodzącymi cząstkami węgla. Działają z temperaturą w celu zabezpieczenia nadprądowego lub przeciwzwarciowego. 

Zimny ​​bezpiecznik pozostaje w stanie krystalicznym, który utrzymuje cząsteczki węgla blisko siebie i umożliwia przepływ energii.

W przypadku zasilania nadmiernym prądem bezpiecznik nagrzewa się, przechodząc ze stanu krystalicznego w mniej zwarty stan amorficzny.

Cząsteczki węgla są teraz bardziej od siebie oddalone, co ogranicza przepływ prądu. Energia nadal przepływa przez ten bezpiecznik po aktywacji, ale zwykle jest mierzona w zakresie miliamperów. 

Gdy obwód ostygnie, zwarty stan kryształu bezpiecznika zostaje przywrócony, a moc przepływa bez przeszkód.

Z tego widać, że Polyfuse są automatycznie resetowane, stąd nazwa „bezpieczniki resetowalne”.

Są powszechnie spotykane w zasilaczach komputerowych i telefonicznych, a także w systemach jądrowych, systemach podróży lotniczych i innych systemach, w których wymiana części byłaby niezwykle trudna.

bezpiecznik półprzewodnikowy

Bezpieczniki półprzewodnikowe to ultraszybkie bezpieczniki. Używa się ich do ochrony elementów półprzewodnikowych w obwodzie, takich jak diody i tyrystory, ponieważ są one wrażliwe na małe skoki prądu. 

Są powszechnie stosowane w zasilaczach UPS, przekaźnikach półprzewodnikowych i napędach silnikowych, a także innych urządzeniach i obwodach z wrażliwymi elementami półprzewodnikowymi.

Bezpiecznik przeciwprzepięciowy

Bezpieczniki przeciwprzepięciowe wykorzystują sygnały temperaturowe i czujniki temperatury do ochrony przed skokami napięcia. Dobrym tego przykładem jest bezpiecznik o ujemnym współczynniku temperaturowym (NTC).

Bezpieczniki NTC są instalowane szeregowo w obwodzie i zmniejszają swoją rezystancję przy wyższych temperaturach.

Jest to dokładne przeciwieństwo bezpieczników PPTC. Podczas szczytowej mocy zmniejszona rezystancja powoduje, że bezpiecznik pobiera więcej mocy, co zmniejsza lub „tłumi” przepływającą moc.

Bezpiecznik urządzenia do montażu powierzchniowego

Bezpieczniki do montażu powierzchniowego (SMD) to bardzo małe bezpieczniki elektryczne, powszechnie stosowane w środowiskach o niskim natężeniu prądu i ograniczonej przestrzeni. Widzisz ich zastosowania między innymi w urządzeniach prądu stałego, takich jak telefony komórkowe, dyski twarde i aparaty fotograficzne.

Bezpieczniki SMD są również nazywane bezpiecznikami chipowymi i można również znaleźć ich wysokoprądowe warianty.

Teraz wszystkie wymienione powyżej typy bezpieczników mają kilka dodatkowych cech, które determinują ich zachowanie. Obejmują one prąd znamionowy, napięcie znamionowe, czas działania bezpiecznika, zdolność wyłączania i I²Wartość T.

Przewodnik wideo

Typy bezpieczników — kompletny przewodnik dla początkujących

Jak obliczana jest wartość znamionowa bezpiecznika

Prąd znamionowy bezpieczników stosowanych w urządzeniach o standardowym działaniu jest zwykle ustawiany w zakresie od 110% do 200% wartości znamionowej ich obwodu.

Na przykład bezpieczniki stosowane w silnikach mają zwykle wartość znamionową 125%, podczas gdy bezpieczniki stosowane w transformatorach mają wartość znamionową 200%, a bezpieczniki stosowane w systemach oświetleniowych mają wartość znamionową 150%. 

Zależą one jednak od innych czynników, takich jak środowisko obwodu, temperatura, czułość chronionych urządzeń w obwodzie i wiele innych. 

Na przykład podczas obliczania wartości znamionowej bezpiecznika dla silnika używasz wzoru;

Wartość znamionowa bezpiecznika = {Moc (W) / Napięcie (V)} x 1.5

Jeśli moc wynosi 200 W, a napięcie wynosi 10 V, wartość znamionowa bezpiecznika = (200/10) x 1.5 = 30 A. 

Zrozumienie łuku elektrycznego

Czytając do tego momentu, na pewno kilkakrotnie spotkałeś się z terminem „łuk elektryczny” i zrozumiałeś, że należy zapobiegać temu, gdy stopi się łącznik topliwy. 

Łuk powstaje, gdy elektryczność wypełnia niewielką szczelinę między dwiema elektrodami przez zjonizowane gazy w powietrzu. Łuk nie gaśnie, dopóki zasilanie nie zostanie wyłączone. 

Jeśli łuk nie jest kontrolowany przez odległość, nieprzewodzący proszek i/lub płyn, istnieje ryzyko ciągłego przetężenia w obwodzie lub pożaru.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o bezpiecznikach, odwiedź tę stronę.

Najczęściej zadawane pytania

Ile jest rodzajów bezpieczników AC?

Istnieją dwie główne kategorie bezpieczników AC: bezpieczniki niskiego napięcia i bezpieczniki wysokiego napięcia.

Które następnie można podzielić na 11 lub więcej różnych typów.

Ile rodzajów bezpieczników mamy w elektrotechnice?

W instalacjach elektrycznych stosuje się ponad 11 rodzajów bezpieczników, które są podzielone na główne kategorie bezpieczników AC i DC. Bezpieczniki są również podzielone na podkategorie wysokiego i niskiego napięcia.